ES2738118T3 - Procedure for the manufacture of a flat steel product equipped, by means of immersion coating in molten bath, of a layer of metallic protection and continuous furnace for a installation of immersion coating in molten bath - Google Patents
Procedure for the manufacture of a flat steel product equipped, by means of immersion coating in molten bath, of a layer of metallic protection and continuous furnace for a installation of immersion coating in molten bath Download PDFInfo
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Abstract
Procedimiento para fabricar un producto plano de acero (S) dotado mediante revestimiento por inmersión en baño fundido de una capa de protección metálica, que comprende las siguientes etapas de trabajo: a) proporcionar un producto plano de acero (S) laminado en frío o en caliente, que contiene además de Fe e impurezas inevitables (en % en peso) hasta 35,0 % de Mn, hasta 10,0 % de Al, hasta 10,0 % de Si, hasta 5,0 % de Cr, hasta 2,0 % de Ni, en cada caso hasta 0,5 % de Ti, V, Nb, Mo, en cada caso hasta 0,1% de S, P y N, hasta 1,0 % de C así como opcionalmente 0,0005-0,01 % de B; b) calentar 10 el producto plano de acero (S) en un horno de precalentamiento (3) del tipo DFF, en el que está configurada una sección de preoxidación (4) y en el que el producto plano de acero (S) está expuesto a una atmósfera oxidante, para formar una capa de FeO de recubrimiento sobre la superficie del producto plano de acero, estando dispuestos quemadores en la sección de preoxidación, que se hacen funcionar con exceso de oxígeno, y estando asociado al menos uno de los quemadores (17) al lado superior del producto plano de acero y al menos otro de los quemadores (17) al lado inferior del producto plano de acero; c) recocer con recristalización el producto plano de acero (S) en un horno de recocido (6), que se atraviesa a continuación del horno de precalentamiento (3) para provocar una recristalización del producto plano de acero, predominando en el horno de recocido (6) una atmósfera de recocido que actúa de manera reductora con respecto a FeO; d) enfriar el producto plano de acero hasta una temperatura de entrada de baño en el intervalo de 430 a 800 °C en una atmósfera de gas protector; e) introducir el producto plano de acero en un baño fundido (13), cuya temperatura se sitúa en el intervalo de 420 a 780 °C; y f) pasar el producto plano de acero a través del baño fundido (13) y ajustar el espesor de la capa de protección metálica presente en el producto plano de acero que sale del baño fundido, caracterizado por que como quemador (17) en la sección de preoxidación del horno de precalentamiento (3) se usan quemadores sin llama, por medio de los cuales se introducen combustible (B), preferentemente gas combustible, y gas que contiene oxígeno (L) separados entre sí con una velocidad de flujo de al menos 60 m/s en el horno de precalentamiento (3), estando previsto además de al menos uno de los quemadores (17) sin llama asociados al lado superior del producto plano de acero (S) y además de al menos uno de los quemadores (17) sin llama asociados al lado inferior del producto plano de acero, en cada caso al menos un conducto de gas (5) para el suministro de al menos una corriente de gas adicional (ZG), por medio de la cual se mezclan de manera complementaria el combustible (B) y el gas que contiene oxígeno (L), e introduciéndose en el horno de precalentamiento (3) la corriente de gas adicional (ZG) dirigida oblicuamente al plano del producto plano de acero (S) .Procedure for manufacturing a flat product of steel (S) provided by immersion coating in a molten bath with a metal protection layer, which comprises the following work steps: a) providing a flat product of cold-rolled or hot-rolled steel (S) hot, containing in addition to Fe and unavoidable impurities (in % by weight) up to 35.0% Mn, up to 10.0% Al, up to 10.0% Si, up to 5.0% Cr, up to 2 0.0% Ni, in each case up to 0.5% Ti, V, Nb, Mo, in each case up to 0.1% S, P and N, up to 1.0% C and optionally 0, 0005-0.01% of B; b) heating the flat steel product (S) in a preheating furnace (3) of the DFF type, in which a preoxidation section (4) is configured and in which the flat steel product (S) is exposed to an oxidizing atmosphere, to form a coating FeO layer on the surface of the flat steel product, burners being arranged in the pre-oxidizing section, which are operated with excess oxygen, and at least one of the burners being associated with ( 17) on the upper side of the flat steel product and at least one other of the burners (17) on the lower side of the flat steel product; c) annealing with recrystallization of the flat steel product (S) in an annealing furnace (6), which is passed through after the preheating furnace (3) to cause a recrystallization of the flat steel product, prevailing in the annealing furnace (6) an annealing atmosphere that acts reductively with respect to FeO; d) cooling the flat steel product to a bath inlet temperature in the range from 430 to 800 °C in a protective gas atmosphere; e) introducing the flat steel product into a molten bath (13), whose temperature is in the range of 420 to 780 °C; and f) passing the flat steel product through the molten bath (13) and adjusting the thickness of the metallic protection layer present on the flat steel product coming out of the molten bath, characterized in that as a burner (17) in the section For pre-oxidation of the preheating furnace (3) flameless burners are used, by means of which fuel (B), preferably fuel gas, and oxygen-containing gas (L) are introduced separately from each other with a flow rate of at least 60 m/s in the preheating furnace (3), being provided in addition to at least one of the flameless burners (17) associated with the upper side of the flat steel product (S) and in addition to at least one of the burners ( 17) without flame associated with the underside of the flat steel product, in each case at least one gas duct (5) for the supply of at least one additional gas stream (ZG), by means of which they are mixed in a manner complementary fuel (B) and oxygen-containing gas (L), and introducing into the preheating furnace (3) the additional gas stream (ZG) directed obliquely to the plane of the flat steel product (S).
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Procedimiento para la fabricación de un producto plano de acero dotado, mediante revestimiento por inmersión en baño fundido, de una capa de protección metálica y horno continuo para una instalación de revestimiento por inmersión en baño fundidoProcedure for the manufacture of a flat steel product equipped, by means of immersion coating in a molten bath, of a layer of metallic protection and continuous furnace for a installation of immersion coating in a molten bath
La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un producto plano de acero dotado mediante revestimiento por inmersión en baño fundido de una capa de protección metálica, en particular un producto plano de acero de alta resistencia con una resistencia a la tracción de al menos 500 MPa o un producto plano de acero de la más alta resistencia con una resistencia a la tracción de al menos 1000 MPa. Además, la invención se refiere a un horno continuo del tipo DFF para una instalación de revestimiento por inmersión en baño fundido, con una sección de preoxidación, en la que un producto plano de acero que va a revestirse está expuesto a una atmósfera oxidante para formar una capa de FeO de recubrimiento sobre la superficie del producto plano de acero, estando dispuestos quemadores en la sección de preoxidación, que se operan con exceso de oxígeno, y estando asociado al menos uno de los quemadores al lado superior del producto plano de acero y al menos otro de los quemadores al lado inferior del producto plano de acero. Cuando a continuación se habla de productos planos de acero, se hace referencia entonces con ello a cualquier banda de acero laminado en frío o en caliente.The invention relates to a process for the manufacture of a flat steel product provided by melt immersion coating of a metallic protective layer, in particular a high strength steel flat product with a tensile strength of at least 500 MPa or a flat steel product of the highest strength with a tensile strength of at least 1000 MPa. In addition, the invention relates to a continuous furnace of the DFF type for a cast bath immersion coating installation, with a pre-oxidation section, in which a flat steel product to be coated is exposed to an oxidizing atmosphere to form a layer of FeO coating on the surface of the flat steel product, burners being arranged in the pre-oxidation section, which are operated with excess oxygen, and at least one of the burners being associated with the upper side of the flat steel product and at least one of the burners on the lower side of the flat steel product. When flat steel products are discussed below, reference is then made to any hot or cold rolled steel strip.
Se demandan productos de acero plano de alta resistencia y la más alta resistencia debido a su combinación ventajosa de resistencia y conformabilidad en cantidades crecientes. Esto se aplica en particular a las aplicaciones de chapa en la construcción de carrocerías de automóviles. A este respecto, las propiedades mecánicas sobresalientes de tales productos planos de acero se basan en una microestructura multifase del material, dado el caso asistida por la plasticidad inducida de las proporciones de fase austeníticas (efecto TRIP, TWIP o SIP). Para obtener una microestructura compleja de este tipo, los productos planos de acero en cuestión suelen presentar contenidos apreciables de determinados elementos de aleación, a los que pertenecen normalmente manganeso (Mn), aluminio (Al), silicio (Si) o cromo (Cr). Un refinamiento de superficie en forma de una capa de protección metálica no solo aumenta a este respecto la resistencia de los productos planos de acero a la corrosión y, con ello, su vida útil de producto, sino que mejora también su apariencia visual.High strength and high strength flat steel products are demanded due to their advantageous combination of strength and formability in increasing amounts. This applies in particular to sheet metal applications in the construction of car bodies. In this regard, the outstanding mechanical properties of such flat steel products are based on a multi-phase microstructure of the material, given the case assisted by the induced plasticity of the austenitic phase proportions (TRIP, TWIP or SIP effect). To obtain a complex microstructure of this type, the flat steel products in question usually have appreciable contents of certain alloy elements, to which normally belong manganese (Mn), aluminum (Al), silicon (Si) or chromium (Cr) . A surface refinement in the form of a metallic protective layer not only increases in this respect the resistance of flat steel products to corrosion and, thus, their product life, but also improves their visual appearance.
Se conocen distintos procedimientos para aplicar una capa de protección metálica. A ellos pertenecen la deposición electrolítica y el revestimiento por inmersión en baño fundido. Además de un procesamiento producido electrolíticamente, el refinamiento de inmersión en baño fundido se ha establecido como un procedimiento especialmente favorable desde el punto de vista económico y ecológico. En el revestimiento por inmersión en baño fundido, el producto plano de acero que va a revestirse se sumerge en un baño fundido metálico.Different methods are known for applying a metallic protective layer. To them belong the electrolytic deposition and the coating by immersion in molten bath. In addition to electrolytically produced processing, immersion refining in a molten bath has been established as an especially favorable process from an economic and ecological point of view. In the molten bath immersion coating, the flat steel product to be coated is immersed in a metallic molten bath.
Como especialmente rentable ha resultado el refinamiento de inmersión en baño fundido cuando un material precursor de producto plano de acero entregado en estado templado por laminación se somete en una pasada continua a las etapas de procedimiento limpieza, recocido de recristalización, revestimiento de baño fundido, enfriamiento, postratamiento térmico, mecánico o químico opcional y enrollado hasta dar un serpentín.As especially profitable has been the refining of immersion in molten bath when a precursor material of flat steel product delivered in a tempered state by rolling is subjected in a continuous pass to the steps of cleaning procedure, annealing of recrystallization, coating of molten bath, cooling , optional thermal, mechanical or chemical after-treatment and rolled up to give a coil.
El tratamiento de recocido llevado a cabo a este respecto puede usarse para la activación de la superficie de acero. Para ello, una atmósfera de gas de recocido N2-H2 con trazas normalmente inevitables de H2O y O2 se mantiene habitualmente en el horno de recocido continuo en el paso continuo.The annealing treatment carried out in this regard can be used for the activation of the steel surface. For this, an atmosphere of annealing gas N2-H2 with normally unavoidable traces of H2O and O2 is usually maintained in the continuous annealing furnace in the continuous passage.
La presencia de oxígeno en la atmósfera de recocido tiene la desventaja de que los elementos de aleación afines al oxígeno contenidos en el producto plano de acero particular que va a tratarse en cada caso (por ejemplo, Mn, Al, Si, Cr, ...) forman óxidos selectivamente pasivos, no humectables en la superficie de acero, por lo que la calidad o adherencia del recubrimiento sobre el sustrato de acero se puede degradar de manera sostenible. Por tanto, se han hecho distintos ensayos para llevar a cabo el tratamiento de recocido de aceros de alta y la más alta resistencia del tipo en cuestión de tal modo que se suprima en gran medida la oxidación selectiva de la superficie de acero.The presence of oxygen in the annealing atmosphere has the disadvantage that the oxygen-related alloy elements contained in the particular steel flat product to be treated in each case (for example, Mn, Al, Si, Cr, .. .) form selectively passive, non-wettable oxides on the steel surface, whereby the quality or adhesion of the coating on the steel substrate can be degraded sustainably. Therefore, different tests have been carried out to carry out the treatment of annealing of high steels and the highest strength of the type in question in such a way that the selective oxidation of the steel surface is largely suppressed.
Un primer procedimiento de este tipo se conoce por el documento DE 102006039307 B3. En este procedimiento para el refinamiento de inmersión en baño fundido de aceros con 6-30 % en peso de Mn, el producto plano de acero revestido por inmersión en baño fundido se recuece de manera brillante en condiciones de atmósfera especialmente reductoras (relación H20/H2 baja de la atmósfera de recocido y alta temperatura de recocido).A first procedure of this type is known from DE 102006039307 B3. In this process for the refining of immersion in a molten bath of steels with 6-30% by weight of Mn, the flat product of steel coated by immersion in a molten bath is brightly coated under especially reducing atmosphere conditions (H20 / H2 ratio low annealing atmosphere and high annealing temperature).
En el documento EP 1936 000 A1 y el documento JP 2004 315 960 A se describen en cada caso conceptos de procedimiento en los que las condiciones atmosféricas se establecen en el horno continuo dentro de determinados límites y en función de la temperatura del producto plano de acero procesado en cada caso. De esta manera, en cada caso se debe promover la oxidación interna de los elementos de aleación afines al oxígeno sin que a este respecto se forme FeO en la superficie del producto plano de acero. Sin embargo, un requisito previo para esto es una interacción coordinada con precisión de los distintos factores de influencia en la reacción de gas de recocidometal, como composición del gas de recocido, humedad del gas de recocido o temperatura de recocido. Estos están presentes por regla general distribuidos debido a la planta de manera no homogénea en todo el espacio de horno. Esta inhomogeneidad hace difícil usar de manera eficaz estos procesos a escala industrial. EP 1936 000 A1 and JP 2004 315 960 A document describe in each case procedural concepts in which the atmospheric conditions are established in the continuous furnace within certain limits and depending on the temperature of the flat steel product processed in each case. In this way, in each case the internal oxidation of the oxygen-related alloy elements must be promoted without FeO forming on the surface of the flat steel product in this respect. However, a prerequisite for this is a precisely coordinated interaction of the different influencing factors in the annealing gas reaction, such as annealing gas composition, annealing gas moisture or annealing temperature. These are generally distributed because of the plant in a non-homogeneous way throughout the oven space. This inhomogeneity makes it difficult to use these processes efficiently on an industrial scale.
Otra posibilidad de procesamiento, llevado a cabo en el curso de un tratamiento de recocido, de un producto plano de acero para el revestimiento por inmersión en baño fundido consiste en que se lleven a cabo preoxidaciones en un horno de recocido continuo, usado para el recocido, de una zona de precalentamiento según el tipo constructivo DFF ("DFF" = Direct Fired Furnace, horno de combustión directa). En un horno DFF, las llamas emitidas por los quemadores de gas actúan directamente sobre el producto plano de acero que va a tratarse. Al operarse los quemadores con exceso de O2 (ajuste a una relación de aire A > 1), el potencial de oxidación de la atmósfera que rodea el producto plano de acero se ajusta de tal modo que se forma deliberadamente una capa de FeO de recubrimiento sobre las superficies del producto plano de acero. Esta capa de FeO inhibe la oxidación selectiva de los elementos de aleación afines al oxígeno del producto plano de acero. En una segunda etapa de recocido, que se lleva a cabo a continuación en una zona de retención, la capa de FeO se reduce de nuevo completamente hasta dar hierro metálico.Another possibility of processing, carried out in the course of an annealing treatment, of a flat steel product for coating by immersion in a molten bath is that pre-oxidations are carried out in a continuous annealing furnace, used for annealing , of a preheating zone according to the DFF construction type ("DFF" = Direct Fired Furnace, direct combustion furnace). In a DFF oven, the flames emitted by the gas burners act directly on the flat steel product to be treated. When operating the burners with excess of O2 (adjustment to an air ratio A> 1), the oxidation potential of the atmosphere surrounding the flat steel product is adjusted in such a way that a coating FeO layer is deliberately formed on the surfaces of the flat steel product. This layer of FeO inhibits the selective oxidation of the oxygen-related alloy elements of the flat steel product. In a second annealing stage, which is then carried out in a retention zone, the FeO layer is again completely reduced to metallic iron.
Un enfoque procedimental de este tipo se conoce desde hace tiempo por el documento DE 2522485 A1. La ventaja de precalentar el producto plano de acero en un horno de precalentamiento realizado en construcción DFF, además de los efectos explicados anteriormente, consiste a este respecto en que se pueden lograr tasas de calentamiento especialmente altas de la banda de acero, lo que acorta notablemente la duración del ciclo de recocido y, por tanto, puede aumentar significativamente la salida de la instalación de revestimiento por inmersión en baño fundido acoplado con un horno continuo correspondiente.A procedural approach of this type has long been known from DE 2522485 A1. The advantage of preheating the flat steel product in a preheating furnace made in DFF construction, in addition to the effects explained above, is in this respect that especially high heating rates of the steel band can be achieved, which significantly shortens the duration of the annealing cycle and, therefore, can significantly increase the output of the coating installation by immersion in a molten bath coupled with a corresponding continuous furnace.
Sin embargo, debido a los quemadores por regla general dispuestos en los lados longitudinales del horno de precalentamiento, no se logra una atmósfera de horno uniforme con respecto al contenido de oxígeno y la distribución de la temperatura. En la práctica se ha demostrado que el contenido de oxígeno disminuye por el ancho de horno o de banda. Además, se encontró una distribución desigual de la temperatura en el ancho de banda, por lo que puede producirse una tendencia de oxidación de diferente intensidad y también un sobrecalentamiento de los bordes de la banda. Para compensar la distribución de la temperatura y el oxígeno, en el estado de la técnica se conoce entre otros un recorte de las llamas del quemador DFF (véase DE 102011 051 731 A1). El ajuste de un espesor de capa de FeO considerado óptimo de 20-200 nm en una distribución homogénea y uniforme por el ancho de banda puede comprobarse solo difícilmente, no obstante, solo a través de un recorte de las llamas de quemador DFF. Tanto una capa de FeO demasiado baja así como demasiado gruesa puede conducir a problemas de humedecimiento y adherencia.However, due to the burners as a rule disposed on the longitudinal sides of the preheating furnace, a uniform oven atmosphere is not achieved with respect to the oxygen content and the temperature distribution. In practice it has been shown that the oxygen content decreases by the oven or bandwidth. In addition, an unequal distribution of the temperature in the bandwidth was found, so that an oxidation tendency of different intensity can occur and also an overheating of the edges of the band. To compensate for the distribution of temperature and oxygen, a cut of the flames of the DFF burner is known among others in the state of the art (see DE 102011 051 731 A1). The adjustment of a FeO layer thickness considered optimal of 20-200 nm in a homogeneous and uniform distribution over the bandwidth can be checked only hard, however, only through a cut of the DFF burner flames. Both a layer of FeO that is too low as well as too thick can lead to wetting and adhesion problems.
Además, por el documento EP 1829983 A1 se conoce para la compensación de la distribución de la temperatura y el oxígeno de los quemadores de la línea, dirigiéndose una llama de quemador directamente sobre la superficie de banda. En este sentido, sin embargo, la calidad de la superficie puede deteriorarse debido a la formación de micromuescas. En estas micromuescas, por ejemplo, pueden acumularse depósitos de residuos orgánicos y conducir a lugares no húmedos en una disposición a modo de cordón de perla.In addition, EP 1829983 A1 is known for the compensation of the temperature and oxygen distribution of the line burners, a burner flame being directed directly on the web surface. In this sense, however, the surface quality may deteriorate due to micromassage formation. In these micromachings, for example, deposits of organic waste can accumulate and lead to non-humid places in an arrangement like a pearl cord.
Una preoxidación muy uniforme debida al contacto directo de la banda con una llama envolvente permite un denominado "refuerzo de DFI" ("DFI" - Direct Flame Imppingement, impacto directo de llama), como el que se describe en el documento DE 102006005063 A1. Sin embargo, el uso de dicho refuerzo de DFI es posible solo en determinados requisitos previos estructurales, ya que no se dan en muchas instalaciones de revestimiento por inmersión en baño fundido existentes.A very uniform pre-oxidation due to direct contact of the band with an enveloping flame allows a so-called "DFI reinforcement"("DFI" - Direct Flame Imppingement , as described in DE 102006005063 A1. However, the use of such DFI reinforcement is possible only in certain structural prerequisites, since they do not occur in many existing molten bath immersion coating installations.
Además, por el documento EP 2010690 B1 y el documento DE 102004059566 B3 se conocen procedimientos en los que se genera una capa de FeO en la superficie del producto plano de acero procesado en cada caso mediante la alimentación de 0,01 -1 % de O2 en volumen durante un periodo de 1 - 10 segundos en una cámara de reacción cerrada. No obstante, la instalación de una cámara de reacción de este tipo solo es posible en un horno RTF calentado indirectamente, en el que el calentamiento del producto plano de acero se efectúa mediante radiación térmica ("RTF": Radiant Tube Furnace, horno de tubo radiante).In addition, from EP 2010690 B1 and DE 102004059566 B3, processes are known in which a layer of FeO is generated on the surface of the flat steel product processed in each case by feeding 0.01 -1% O2 in volume for a period of 1-10 seconds in a closed reaction chamber. However, the installation of such a reaction chamber is only possible in an indirectly heated RTF furnace, in which the heating of the flat steel product is carried out by thermal radiation ("RTF": Radiant Tube Furnace, tube furnace radiant).
En el contexto del estado de la técnica explicado anteriormente, el objetivo de la invención consistía en indicar un horno continuo o un procedimiento del tipo mencionado al principio, con el que puede alcanzarse en una instalación de revestimiento por inmersión en baño fundido a gran escala una preoxidación de banda de acero lo más uniforme posible, que presenta importantes proporciones de aleación de elementos de aleación afines al oxígeno (Mn, Al, Si, Cr, ...), por el ancho de banda. De este modo debe conseguirse una mejora de la imagen de humidificación y de la adherencia de recubrimiento por todo el ancho de la banda de acero.In the context of the state of the art explained above, the objective of the invention was to indicate a continuous furnace or a process of the type mentioned at the beginning, with which a large-scale molten bath immersion coating installation can be achieved. pre-oxidation of steel band as uniform as possible, which has significant proportions of alloy of oxygen-related alloy elements (Mn, Al, Si, Cr, ...), by bandwidth. In this way, an improvement in the humidification image and the coating adhesion over the entire width of the steel strip must be achieved.
Este objetivo se consigue mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 1 o mediante un horno continuo con las características de la reivindicación 7. En las reivindicaciones dependientes están indicados diseños preferentes y ventajosos del procedimiento de acuerdo con la invención así como del horno continuo de acuerdo con la invención.This objective is achieved by a process with the characteristics of claim 1 or by a continuous furnace with the characteristics of claim 7. Preferred and advantageous designs of the process according to the invention as well as the continuous furnace of according to the invention.
Un procedimiento de acuerdo con la invención para la fabricación de un producto plano de acero dotado de una capa de protección metálica mediante revestimiento por inmersión en baño fundido comprende al menos las siguientes etapas de trabajo: A process according to the invention for the manufacture of a flat steel product provided with a metallic protection layer by dip coating in a molten bath comprises at least the following work steps:
a) proporcionar un producto plano de acero laminado en frío o en caliente, que contiene además de Fe e impurezas inevitables (en % en peso) hasta 35,0 % de Mn, hasta 10,0 % de Al, hasta 10,0 % de Si, hasta 5,0 % de Cr, hasta 2,0 % de Ni, en cada caso hasta 0,5 % de Ti, V, Nb, Mo, en cada caso hasta 0,1% de S, P y N, hasta 1,0 % de C así como opcionalmente 0,0005-0,01 % de B;a) provide a flat product of hot or cold rolled steel, which contains in addition to Fe and unavoidable impurities (in% by weight) up to 35.0% of Mn, up to 10.0% of Al, up to 10.0% of Si, up to 5.0% of Cr, up to 2.0% of Ni, in each case up to 0.5% of Ti, V, Nb, Mo, in each case up to 0.1% of S, P and N , up to 1.0% C as well as optionally 0.0005-0.01% B;
b) calentar el producto plano de acero, preferentemente hasta una temperatura en el intervalo de 600-1000 °C dentro de un tiempo de calentamiento de 5-60 segundos, en un horno de precalentamiento del tipo DFF, en el que está configurada una sección de preoxidación y en el que el producto plano de acero está expuesto a una atmósfera oxidante, para formar una capa de FeO de recubrimiento sobre la superficie del producto plano de acero, estando dispuestos quemadores en la sección de preoxidación, que se operan con exceso de oxígeno, y estando asociado al menos uno de los quemadores al lado superior del producto plano de acero y al menos otro de los quemadores al lado inferior del producto plano de acero;b) heating the flat steel product, preferably to a temperature in the range of 600-1000 ° C within a heating time of 5-60 seconds, in a preheating furnace of the DFF type, in which a section is configured of pre-oxidation and in which the flat steel product is exposed to an oxidizing atmosphere, to form a coating FeO layer on the surface of the flat steel product, burners being arranged in the pre-oxidation section, which are operated with excess of oxygen, and at least one of the burners being associated to the upper side of the flat steel product and at least another of the burners to the lower side of the flat steel product;
c) recocer con recristalización el producto plano de acero en un horno de recocido, que se atraviesa a continuación del horno de precalentamiento para provocar una recristalización del producto plano de acero, predominando en el horno de recocido una atmósfera de recocido que actúa de manera reductora con respecto a FeO;c) annealing with recrystallization the flat steel product in an annealing furnace, which is passed through the preheating furnace to cause a recrystallization of the flat steel product, an annealing atmosphere that acts in a reducing manner predominates in the annealing furnace with respect to FeO;
d) enfriar el producto plano de acero hasta una temperatura de entrada de baño en el intervalo de 430 a 800 °C en una atmósfera de gas protector;d) cooling the flat steel product to a bath inlet temperature in the range of 430 to 800 ° C in a protective gas atmosphere;
e) introducir el producto plano de acero en un baño fundido, cuya temperatura se sitúa en el intervalo de 420 a 780 °C; ye) introducing the flat steel product in a molten bath, whose temperature is in the range of 420 to 780 ° C; Y
f) pasar el producto plano de acero a través del baño fundido y ajustar el espesor de la capa de protección metálica presente en el producto plano de acero que sale del baño fundido,f) passing the flat steel product through the molten bath and adjusting the thickness of the metal protection layer present in the flat steel product leaving the molten bath,
Además, el procedimiento de acuerdo con la invención está caracterizado por que como quemadores en la sección de preoxidación del horno de precalentamiento se usan quemadores sin llama, por medio de los que se introducen combustible, preferentemente gas combustible, y gas que contiene oxígeno separados entre sí con una velocidad de flujo de al menos 60 m/s en el horno de precalentamiento, estando previsto además de al menos uno de los quemadores sin llama asociados al lado superior del producto plano de acero y además de al menos uno de los quemadores sin llama asociados al lado inferior del producto plano de acero en cada caso al menos un conducto de gas para el suministro de al menos una corriente de gas adicional, por medio de la cual se mezclan de manera complementaria el combustible y el gas que contiene oxígeno, e introduciéndose la corriente de gas adicional oblicuamente al plano del producto plano de acero de manera dirigida en el horno de precalentamiento.Furthermore, the process according to the invention is characterized in that as burners in the pre-heating section of the preheating furnace, flameless burners are used, by means of which fuel, preferably combustible gas, and oxygen-containing gas separated between yes with a flow rate of at least 60 m / s in the preheating furnace, being provided in addition to at least one of the flameless burners associated to the upper side of the flat steel product and in addition to at least one of the burners without associated with the bottom side of the flat steel product in each case at least one gas conduit for the supply of at least one additional gas stream, by means of which the fuel and the oxygen-containing gas are mixed in a complementary manner, and the additional gas stream being introduced obliquely to the plane of the flat steel product in a directed manner in the preheating furnace.
Mediante el uso de acuerdo con la invención de quemadores sin llama en combinación con al menos en cada caso un conducto de gas para el suministro de una corriente de gas adicional, por medio de la cual se mezclan de manera complementaria el combustible y el gas que contiene oxígeno, se logra una distribución muy homogénea de la temperatura y el oxígeno por todo el ancho de la banda de acero que va a revestirse. En este sentido se evita un sobrecalentamiento local de la cubierta refractaria del horno de precalentamiento. Junto con el funcionamiento supraestequiométrico del horno de precalentamiento, se crea una atmósfera de horno uniformemente oxidante, que genera sobre la banda de acero que va a revestirse, que contiene elementos de aleación afines al oxígeno, una capa de óxido uniformemente gruesa. Dado que se genera una capa de óxido uniformemente gruesa sobre la banda de acero mediante el procedimiento de acuerdo con la invención, pueden realizarse en tendencia capas de preoxidación ventajosas, relativamente delgadas, de menos de 1 pm, preferentemente menos de 0,3 pm, en particular menos de 0,2 pm.By means of the use according to the invention of flameless burners in combination with at least in each case a gas conduit for the supply of an additional gas stream, by means of which the fuel and gas which are mixed in a complementary manner are mixed. It contains oxygen, a very homogeneous distribution of temperature and oxygen is achieved throughout the width of the steel strip to be coated. In this sense, local overheating of the refractory cover of the preheating oven is avoided. Together with the supra-stoichiometric operation of the preheating furnace, a uniformly oxidizing furnace atmosphere is created, which generates on the steel strip to be coated, which contains oxygen-related alloy elements, a uniformly thick oxide layer. Since a uniformly thick oxide layer is generated on the steel strip by the process according to the invention, advantageous, relatively thin, cavities of less than 1 pm, preferably less than 0.3 pm, can be made in trend. in particular less than 0.2 pm.
La calidad del revestimiento por inmersión en baño fundido que sigue en el transcurso del procedimiento puede mejorarse considerablemente debido a la preoxidación optimizada, ya que, después de la etapa de reducción intermedia, se consigue una superficie de banda limpia y libre de óxidos de aleación indeseados, que presenta una muy buena humectabilidad y, por tanto, evita o al menos reduce significativamente defectos de revestimiento en forma de puntos sin revestir.The quality of the molten bath immersion coating that follows in the course of the process can be greatly improved due to the optimized pre-oxidation, since, after the intermediate reduction stage, a clean web surface is achieved and free of unwanted alloy oxides , which has a very good wettability and therefore avoids or at least significantly reduces coating defects in the form of uncoated spots.
Un diseño ventajoso del procedimiento de acuerdo con la invención está caracterizado por que se operan los quemadores sin llama con un exceso de oxígeno de al menos 1.1, preferentemente al menos 1,2, de manera especialmente preferente al menos 1,3. En ensayos se encontró que en este caso la capa de óxido con un espesor de capa uniforme se configura de manera muy fiable, disminuyendo las emisiones de óxido de nitrógeno a partir de un valor lambda de aproximadamente 1,05 a medida que aumenta el exceso de oxígeno.An advantageous design of the process according to the invention is characterized in that the flameless burners are operated with an excess of oxygen of at least 1.1, preferably at least 1.2, particularly preferably at least 1.3. In tests it was found that in this case the oxide layer with a uniform layer thickness is configured very reliably, reducing nitrogen oxide emissions from a lambda value of approximately 1.05 as the excess of oxygen.
Un diseño adicional ventajoso del procedimiento de acuerdo con la invención está caracterizado por que al menos dos, preferentemente al menos tres quemadores sin llama del lado superior del producto plano de acero y al menos dos, preferentemente al menos tres quemadores sin llama están asociados al lado inferior del producto plano de acero, disponiéndose los quemadores sin llama asociados al lado superior del producto plano de acero en la dirección de paso del producto plano de acero desplazados con respecto a los quemadores sin llama asociados al lado inferior del producto plano de acero. Este diseño favorece el establecimiento de una atmósfera de horno lo más homogéneamente oxidante posible, en particular la distribución homogénea de la temperatura.An additional advantageous design of the process according to the invention is characterized in that at least two, preferably at least three flameless burners of the upper side of the flat steel product and at least two, preferably at least three flameless burners are associated to the side bottom of the flat steel product, the flameless burners being arranged associated to the upper side of the flat steel product in the direction of passage of the flat steel product displaced with respect to the flameless burners associated to the lower side of the flat steel product. This design favors the establishment of an oven atmosphere as homogeneously oxidizing as possible, in particular the homogeneous temperature distribution.
Según un diseño adicional ventajoso del procedimiento de acuerdo con la invención al menos dos, preferentemente al menos tres quemadores sin llama se asocian al lado superior del producto plano de acero y al menos dos, preferentemente al menos tres quemadores sin llama asociados al lado inferior del producto plano de acero, estando integrados los quemadores sin llama asociados al lado superior del producto plano de acero en una pared lateral del horno de precalentamiento, mientras que los quemadores sin llama asociados al lado inferior del producto plano de acero están integrados en la pared lateral opuesta del horno de precalentamiento. También este diseño favorece el establecimiento de una atmósfera de horno lo más homogéneamente oxidante posible.According to an additional advantageous design of the process according to the invention at least two, preferably at least three flameless burners are associated with the upper side of the flat steel product and at least two, preferably at least three flameless burners associated with the lower side of the flat steel product, the flameless burners associated with the upper side of the flat steel product being integrated into a side wall of the preheating furnace, while the flameless burners associated with the side The bottom of the flat steel product are integrated into the opposite side wall of the preheating furnace. This design also favors the establishment of an oven atmosphere as homogeneously oxidizing as possible.
Otro diseño adicional ventajoso del procedimiento de acuerdo con la invención consiste en que el gas que contiene oxígeno se introduce precalentado en el horno de precalentamiento. En este sentido puede usarse mejor el combustible y reducirse el consumo de combustible. El gas que contiene oxígeno, normalmente aire, se precalienta para ello, por ejemplo, por medio de al menos un intercambiador de calor, que está acoplado con el horno de recocido, el equipo de enfriamiento que sigue al horno de recocido y/o el recipiente de baño fundido.Another advantageous additional design of the process according to the invention is that the oxygen-containing gas is introduced preheated into the preheating furnace. In this sense the fuel can be better used and the fuel consumption reduced. The oxygen-containing gas, usually air, is preheated for this, for example, by means of at least one heat exchanger, which is coupled with the annealing furnace, the cooling equipment that follows the annealing furnace and / or the molten bath bowl
Un diseño ventajoso adicional del procedimiento de acuerdo con la invención prevé que al gas que contiene oxígeno y/o al combustible se añada gas inerte, por ejemplo gas de escape. Como resultado, las dimensiones de la nube de combustión y, en particular, la temperatura de combustión se pueden influir de manera dirigida.A further advantageous design of the process according to the invention provides that inert gas and / or fuel is added inert gas, for example exhaust gas. As a result, the dimensions of the combustion cloud and, in particular, the combustion temperature can be influenced in a directed manner.
Para lograr una óptima preoxidación del producto plano de acero (banda de acero) con los valores de emisión más bajos posibles, en particular emisiones de NOx bajas, también es favorable que según un diseño adicional del procedimiento de acuerdo con la invención se use gas inerte y/o gas de escape, preferentemente gas inerte precalentado y/o gas de escape calentado para la corriente de gas adicional, por medio de la cual se mezclan de manera complementaria el combustible y el gas que contiene oxígeno.In order to achieve optimum pre-oxidation of the flat steel product (steel band) with the lowest possible emission values, in particular low NOx emissions, it is also favorable that, according to an additional design of the process according to the invention, inert gas is used and / or exhaust gas, preferably preheated inert gas and / or heated exhaust gas for the additional gas stream, by means of which the fuel and oxygen-containing gas are mixed in a complementary manner.
Un diseño adicional ventajoso del procedimiento de acuerdo con la invención está caracterizado por que el punto de rocío de la atmósfera de recocido se mantiene a lo largo de toda la trayectoria del producto plano de acero por el horno de recocido entre -40 °C y 25 °C, en la medida en que se compensan pérdidas o irregularidades de la distribución de la humedad de la atmósfera mediante el suministro de humedad por medio de al menos un equipo de humidificación. El punto de rocío es, por su parte, -40 °C o más, para minimizar la fuerza motriz de la oxidación externa de los elementos de aleación (por ejemplo, Mn, Al, Si, Cr). Por otro lado, mediante el punto de rocío de como máximo 25 °C se evita una oxidación no deseada del hierro. Este diseño contribuye así a que la superficie del producto plano de acero esté en su mayor parte libre de óxidos interferentes durante la entrada en el baño de intercambio de fusión.An additional advantageous design of the process according to the invention is characterized in that the dew point of the annealing atmosphere is maintained along the entire path of the flat steel product by the annealing furnace between -40 ° C and 25 ° C, to the extent that losses or irregularities in the distribution of moisture in the atmosphere are compensated by the supply of moisture by means of at least one humidification equipment. The dew point is, for its part, -40 ° C or more, to minimize the driving force of the external oxidation of the alloy elements (for example, Mn, Al, Si, Cr). On the other hand, by means of the dew point of at most 25 ° C, unwanted oxidation of iron is avoided. This design thus contributes to the surface of the flat steel product being mostly free of interfering oxides during entry into the melt exchange bath.
El horno continuo de acuerdo con la invención está caracterizado por que al menos algunos de los quemadores en la sección de preoxidación están realizados como quemadores sin llama, por medio de los cuales pueden introducirse combustible, preferentemente gas combustible, y gas que contiene oxígeno separados entre sí con una velocidad de flujo de al menos 60 m/s en el horno de precalentamiento, estando previsto además de al menos uno de los quemadores sin llama asociados al lado superior del producto plano de acero y además de al menos uno de los quemadores sin llama asociados al lado inferior del producto plano de acero en cada caso al menos un conducto de gas para el suministro de al menos una corriente de gas adicional, estando orientado el extremo del respectivo conducto de gas de tal manera que la corriente de gas adicional que sale allí cruza o toca tangencialmente la corriente de combustible y/o corriente de gas que contiene oxígeno que sale del quemador sin llama.The continuous furnace according to the invention is characterized in that at least some of the burners in the pre-oxidation section are made as flameless burners, by means of which fuel, preferably combustible gas, and oxygen-containing gas separated between yes with a flow rate of at least 60 m / s in the preheating furnace, being provided in addition to at least one of the flameless burners associated to the upper side of the flat steel product and in addition to at least one of the burners without In each case, the flame associated with the bottom side of the flat steel product is at least one gas conduit for the supply of at least one additional gas stream, the end of the respective gas conduit being oriented such that the additional gas stream that exits there crosses or touches tangentially the fuel stream and / or gas stream that contains oxygen leaving the flameless burner.
El horno continuo de acuerdo con la invención ofrece las ventajas que ya se han mencionado anteriormente en relación con el procedimiento de acuerdo con la invención.The continuous furnace according to the invention offers the advantages already mentioned above in relation to the process according to the invention.
En el caso de la preoxidación en un horno de precalentamiento DFF de instalaciones de revestimiento por inmersión en baño fundido, existe en principio el problema de que se produce una acumulación desfavorablemente alta de oxígeno en la zona del horno aguas arriba de la región de preoxidación como resultado de los flujos de gas en el horno, lo que puede llevar a una influencia negativa del revestimiento. Se ha demostrado que esta acumulación de oxígeno puede reducirse significativamente en el uso de quemadores sin llama alimentándose, adicionalmente a las corrientes de material del quemador sin llama, otra corriente de gas a través de al menos un denominado tubo de chorro. Esto se aplica en particular con respecto al primer quemador sin llama operado de manera supraestequiométrica en la zona de preoxidación. En este sentido, el tubo de chorro está alineado con respecto a la/s boquilla/s de quemador de tal modo que la corriente de gas adicional provoca una turbulencia a modo de espiral. Para ello, la tubería de chorro está orientada oblicuamente al eje de descarga de la boquilla de quemador y también está inclinada con respecto al plano del producto plano de acero.In the case of pre-heating in a DFF preheating furnace of molten bath immersion coating installations, there is in principle the problem that an unfavorably high accumulation of oxygen occurs in the furnace zone upstream of the pre-oxidation region such as result of gas flows in the oven, which can lead to a negative influence of the coating. It has been shown that this accumulation of oxygen can be significantly reduced in the use of flameless burners by feeding, in addition to the material streams of the flameless burner, another gas stream through at least one so-called jet tube. This applies in particular with respect to the first flameless burner operated supra-stoichiometric in the area of pre-oxidation. In this sense, the jet tube is aligned with respect to the burner nozzle (s) such that the additional gas stream causes spiral turbulence. For this, the jet pipe is obliquely oriented to the discharge axis of the burner nozzle and is also inclined with respect to the plane of the flat steel product.
A continuación se explica en más detalle la invención mediante un dibujo que representa ejemplos de realización. Muestran en cada caso esquemáticamente:The invention will be explained in more detail in the following by means of a drawing representing embodiments. They show in each case schematically:
la Figura 1 una instalación de revestimiento por inmersión en baño fundido adecuada para la ejecución del procedimiento de acuerdo con la invención;Figure 1 a molten bath immersion coating installation suitable for the execution of the process according to the invention;
la Figura 2 un quemador sin llama usado en la instalación de revestimiento por inmersión en baño fundido de acuerdo con la Figura 1 en combinación con un tubo de chorro, en una vista en corte; Figure 2 a flameless burner used in the molten bath immersion coating installation according to Figure 1 in combination with a jet tube, in a sectional view;
la Figura 3 una representación esquemática de las corrientes de material o de gas en un quemador sin llama durante la operación sin llama; yFigure 3 a schematic representation of the material or gas streams in a flameless burner during flameless operation; Y
la Figura 4 un corte transversal a través de un horno continuo (horno de precalentamiento) de la instalación de revestimiento por inmersión en baño fundido de acuerdo con la Figura 1 en la región de la zona de precalentamiento equipada con quemadores de acuerdo con la Figura 2.Figure 4 a cross-section through a continuous furnace (preheating furnace) of the molten bath immersion coating installation according to Figure 1 in the region of the preheating zone equipped with burners according to Figure 2 .
La instalación de revestimiento por inmersión en baño fundido A representada en la Figura 1 presenta en la dirección de transporte F del producto plano de acero S presente como banda de acero, que va a revestirse, en conexión inmediata, un refuerzo de DFI 1 previsto opcionalmente para el precalentamiento del producto plano de acero S, un horno de precalentamiento 3 conectado con su entrada 2 al refuerzo de DFI, en el que se forma una sección de preoxidación 4, un horno de recocido 6, que está conectado con una región de transición 7 a la salida 8 del horno de precalentamiento 3, una zona de enfriamiento 10 conectada a la salida 9 del horno de recocido 6, una trompa 11 conectada a la zona de enfriamiento 10, que está conectada a la salida 12 de la zona de enfriamiento 10 y se sumerge con su extremo libre en un baño fundido 13, un primer equipo de desviación 14 dispuesto en el baño fundido 13, un equipo 15 para ajustar el espesor del recubrimiento metálico aplicado al producto plano de acero S en el baño fundido 13 así como un segundo equipo de desviación 16.The molten bath immersion coating installation A shown in Figure 1 presents in the direction of transport F the flat steel product S present as a steel strip, which is to be coated, in immediate connection, a DFI 1 reinforcement optionally provided for preheating the flat steel product S, a preheating furnace 3 connected with its inlet 2 to the DFI reinforcement, in which a pre-oxidation section 4 is formed, an annealing furnace 6, which is connected to a transition region 7 at the outlet 8 of the preheating furnace 3, a cooling zone 10 connected to the outlet 9 of the annealing furnace 6, a tube 11 connected to the cooling zone 10, which is connected to the outlet 12 of the cooling zone 10 and is immersed with its free end in a molten bath 13, a first diversion equipment 14 arranged in the molten bath 13, a device 15 to adjust the thickness of the metal coating applied to the product A flat steel S in the molten bath 13 as well as a second diversion equipment 16.
El horno de precalentamiento 3 es del tipo DFF (Direct Fired Furnace, horno de cocción directa). En él, están dispuestos distribuidos sobre el trayecto de transporte del producto plano de acero S o al menos en la sección de preoxidación 4 varios quemadores sin llama 17. En estos quemadores, se introducen el combustible (B), preferentemente gas combustible, y gas que contiene oxígeno (L), normalmente aire sin mezclar o en gran parte sin mezclar con alta velocidad de flujo en el horno de precalentamiento 3 (véase la Figura 3). La velocidad de entrada del combustible B así como el gas Que contiene oxígeno L es de al menos 60 m/s, preferentemente al menos 120 m/s. La diferencia esencial con respecto a los quemadores convencionales en el funcionamiento con llama es la recirculación interna intensiva de los gases de escape AG en la cámara del horno y su mezcla con el aire de combustión o el gas Que contiene oxígeno L (véase la Figura 3). Como resultado, y debido a la mezcla retardada de combustible B y oxígeno L, no puede formarse ninguna parte visible de la llama. A temperaturas suficientemente altas, de por ejemplo al menos 700 °C, preferentemente al menos 800 °C, el combustible B se oxida en todo el volumen de la cámara del horno. Como resultado, surge una distribución de temperatura muy homogénea en todo el ancho del producto plano de acero S.The preheating oven 3 is of the DFF type ( Direct Fired Furnace, direct cooking oven). In it, several flameless burners are arranged distributed on the transport path of the flat steel product S or at least in the section of oxidation 4 17. In these burners, the fuel (B), preferably combustible gas, and gas are introduced containing oxygen (L), usually unmixed or largely unmixed air with high flow velocity in the preheating furnace 3 (see Figure 3). The fuel inlet rate B as well as the oxygen-containing gas L is at least 60 m / s, preferably at least 120 m / s. The essential difference with respect to conventional burners in flame operation is the intensive internal recirculation of the exhaust gases AG in the furnace chamber and their mixture with the combustion air or the oxygen-containing gas L (see Figure 3 ). As a result, and due to the delayed mixing of fuel B and oxygen L, no visible part of the flame can be formed. At sufficiently high temperatures, for example at least 700 ° C, preferably at least 800 ° C, the fuel B oxidizes throughout the volume of the oven chamber. As a result, a very homogeneous temperature distribution arises across the entire width of the flat steel S product.
Para la preoxidación del producto plano de acero S, los quemadores sin llama 17 se operan en un intervalo supraestequiométrico, es decir, con un valor lambda mayor que 1, por lo que se genera una atmósfera de horno oxidante. Preferentemente, a este respecto se ajusta un valor lambda de al menos 1,05, de manera especialmente preferente de al menos 1,1, en particular al menos 1,2 o al menos 1,3.For the pre-oxidation of the flat steel product S, the flameless burners 17 are operated in a supra-stoichiometric range, that is, with a lambda value greater than 1, whereby an oxidizing furnace atmosphere is generated. Preferably, in this respect a lambda value of at least 1.05 is set, especially preferably at least 1.1, in particular at least 1.2 or at least 1.3.
La formación de óxidos de nitrógeno térmicos, que tiene lugar en los quemadores en funcionamiento con llama, especialmente en el límite de la llama con sus altas temperaturas máximas, se evita en gran medida en los quemadores sin llama 17. Con la distribución de temperatura más uniforme no solo disminuyen las emisiones de NOx, también es posible mantener una temperatura media más alta de la cámara del horno. En particular, las emisiones de NOx disminuyen a medida que aumenta el valor lambda.The formation of thermal nitrogen oxides, which takes place in flame-operated burners, especially at the limit of the flame with its high maximum temperatures, is largely avoided in flameless burners 17. With more temperature distribution uniform not only decrease NOx emissions, it is also possible to maintain a higher average temperature of the oven chamber. In particular, NOx emissions decrease as the lambda value increases.
La estructura de un quemador sin llama 17 para el uso en un horno continuo (horno de precalentamiento) 3 del tipo DFF para una instalación de revestimiento por inmersión en baño fundido se representa en la Figura 2. El quemador 17 tiene una pieza de tubo 17.1 con una boquilla de gas alargada 17.2. La pieza de tubo 17.1 está dotada de una brida de conexión 17.3 y conectada a través de un conducto de gas combustible, no representado, a un suministro de gas combustible, tampoco representado. Además, el quemador 17 tiene una cámara hueca 17.4 para el suministro de gas que contiene oxígeno, preferentemente aire, que rodea una sección longitudinal de la pieza de tubo 17.1 con la boquilla de gas combustible 17.2. La cámara hueca 17.4 está dotada de una brida de conexión 17.5 y conectada a través de un conducto de suministro, no representado, a un suministro de oxígeno o aire tampoco representado. La boquilla de gas 17.2 desemboca con una abertura central 17.6 y una abertura anular dispuesta coaxialmente (boquilla anular) 17.7 en el horno de precalentamiento 3. Además, en el lado frontal, dirigido hacia la cámara de horno, del quemador 17 están previstas una boquilla anular o varias boquillas 17.8, dispuestas sobre un círculo dividido conjunto, distanciadas preferentemente de manera uniforme entre sí, para el suministro de oxígeno o aire. Las boquillas de oxígeno o aire 17.8 están configuradas de tal modo que los chorros de oxígeno o aire que salen de ella cruzan la corriente de gas combustible que sale de la boquilla de gas. En su lado frontal, el quemador 17 también está dotado de un bloque de boquilla 17.9. El boquilla de bloque 17.9 presenta un canal 17.10, en el que desembocan las boquillas 17.2, 17.6, 17.7, 17.8. Además, el bloque de boquilla 17.9 está dotado de un quemador piloto 17.11, que está alojado en un canal transversal 17.12 pequeño que se deriva del canal 17.10. Además, el bloque de boquilla 17.9 presenta varios conductos de tubo de chorro (los denominados tubos de chorro) 17.13 para el suministro de gas que contiene oxígeno, que están conectados con la cámara hueca 17.4 y cuyos ejes longitudinales se extienden esencialmente en paralelo a la dirección de entrada de combustible definida por la boquilla de gas combustible 17.2. Preferentemente, cada uno de los quemadores sin llama 17 presenta tres o más de estas tuberías de chorro 17.13, que están dispuestas distanciadas uniformemente entre sí sobre un círculo dividido que rodea el canal 17.10. El bloque de boquilla 17.9 está insertado por arrastre de forma en un bloque de quemador 3.1 que presenta una abertura de paso. El bloque de quemador 3.1 está dotado de un conducto de gas 5 para el suministro de una corriente de gas adicional ZG. El extremo (tubo de chorro) que desemboca en el horno de precalentamiento 3 del conducto de gas 5 está orientado de tal modo que la corriente de gas adicional ZG cruza o toca tangencialmente la corriente de combustible B que sale del quemador sin llama 17 y la corriente de gas Que contiene oxígeno L.The structure of a flameless burner 17 for use in a continuous furnace (preheating furnace) 3 of the DFF type for a cast bath immersion coating installation is depicted in Figure 2. The burner 17 has a tube piece 17.1 with an elongated gas nozzle 17.2. The tube piece 17.1 is provided with a connection flange 17.3 and connected through a fuel gas conduit, not shown, to a fuel gas supply, also not shown. In addition, the burner 17 has a hollow chamber 17.4 for the supply of oxygen-containing gas, preferably air, surrounding a longitudinal section of the tube piece 17.1 with the fuel gas nozzle 17.2. The hollow chamber 17.4 is provided with a connection flange 17.5 and connected through a supply line, not shown, to an oxygen or air supply not shown. The gas nozzle 17.2 opens with a central opening 17.6 and an annular opening coaxially arranged (annular nozzle) 17.7 in the preheating furnace 3. In addition, a nozzle is provided on the front side, directed towards the oven chamber, of the burner 17 annular or several nozzles 17.8, arranged on a set divided circle, preferably spaced uniformly from each other, for the supply of oxygen or air. The oxygen or air nozzles 17.8 are configured in such a way that the jets of oxygen or air leaving it cross the flow of combustible gas leaving the gas nozzle. On its front side, the burner 17 is also provided with a nozzle block 17.9. The block nozzle 17.9 has a channel 17.10, in which the nozzles 17.2, 17.6, 17.7, 17.8 end. In addition, the nozzle block 17.9 is provided with a pilot burner 17.11, which is housed in a small transverse channel 17.12 that is derived from the channel 17.10. In addition, the nozzle block 17.9 has several jet tube ducts (the so-called jet tubes) 17.13 for the supply of oxygen-containing gas, which are connected to the hollow chamber 17.4 and whose longitudinal axes extend essentially parallel to the fuel inlet direction defined by the fuel gas nozzle 17.2. Preferably, each of the flameless burners 17 has three or more of these jet pipes 17.13, which are arranged uniformly spaced from each other over a divided circle surrounding the channel 17.10. The nozzle block 17.9 is inserted by dragging into a block of burner 3.1 presenting a passage opening. Burner block 3.1 is provided with a gas conduit 5 for the supply of an additional gas stream ZG. The end (jet tube) that flows into the preheating furnace 3 of the gas conduit 5 is oriented such that the additional gas stream ZG crosses or touches tangentially the fuel stream B leaving the flameless burner 17 and the gas stream Containing oxygen L.
El aire del quemador L requerido para la combustión o el oxígeno suministrado para la combustión se precalienta preferentemente. Para ello, el respectivo quemador sin llama 17 puede estar precedido por un dispositivo (no mostrado en este caso) para el calentamiento del gas que contiene oxígeno o el aire de quemador L. Del mismo modo, el conducto de suministro de gas combustible también puede estar dotado de un dispositivo (no mostrado en este caso) para el calentamiento del gas combustible B. Adicionalmente o como alternativa, también el tubo de chorro adicional 5 o el conducto de gas conectado al mismo para el suministro de al menos una corriente de gas adicional ZG puede ir precedida por un dispositivo (no mostrado en este caso) para el calentamiento de la corriente de gas adicional. Dado el caso puede introducirse adicionalmente por separado o mezclado con la corriente de aire/de oxígeno un gas inerte y/o gas de escape preferentemente calentado. Para ello, en el conducto de suministro (alimentación) conectado a la brida de conexión 17.3 o 17.5 en cuestión está conectado un conducto de gas inerte o de gas de escape (no mostrado), que está dotado de una válvula dosificadora (válvula de regulación).The burner air L required for combustion or the oxygen supplied for combustion is preferably preheated. For this, the respective flameless burner 17 may be preceded by a device (not shown in this case) for heating the oxygen-containing gas or the burner air L. Similarly, the fuel gas supply conduit can also be provided with a device (not shown in this case) for heating the combustible gas B. Additionally or alternatively, also the additional jet tube 5 or the gas line connected thereto for the supply of at least one gas stream Additional ZG may be preceded by a device (not shown in this case) for heating the additional gas stream. If necessary, an inert gas and / or preferably heated exhaust gas can be introduced separately or mixed with the air / oxygen stream. For this purpose, an inert gas or exhaust gas duct (not shown) is connected to the supply (supply) line connected to the connection flange 17.3 or 17.5, which is fitted with a metering valve (regulating valve ).
Mediante la introducción separada de combustible B y aire/oxígeno L a alta velocidad se efectúa una mezcla de los medios en el horno de precalentamiento 3 en todo el ancho del producto plano de acero S. Al menos el gas que contiene oxígeno introducido y/o el gas inerte/gas de escape dado el caso mezclado se precalientan hasta una temperatura que proporciona una energía de reacción suficiente (temperatura de ignición) después de mezclar los medios en el horno de preoxidación, en el que se efectúa la combustión del combustible B. La formación de una llama visible se evita en gran medida de esta manera. Más bien se genera una "nube de combustión" W en todo el ancho de la banda de acero S o el horno 3.By means of the separate introduction of fuel B and air / oxygen L at high speed a mixture of the means is carried out in the preheating furnace 3 over the entire width of the flat steel S product. At least the gas containing introduced oxygen and / or The inert gas / exhaust gas, if mixed, is preheated to a temperature that provides sufficient reaction energy (ignition temperature) after mixing the media in the pre-oxidation furnace, in which the combustion of the fuel B is carried out. The formation of a visible flame is largely avoided in this way. Rather, a "combustion cloud" W is generated over the entire width of the steel band S or the furnace 3.
Los quemadores sin llama 17 están integrados preferentemente en al menos una de las paredes laterales 3.2, 3.3 del horno de precalentamiento 3, donde al menos dos, preferentemente al menos tres quemadores sin llama 17 del lado superior del producto plano de acero S y al menos dos, preferentemente al menos tres quemadores sin llama 17 están asociados al lado inferior del producto plano de acero S. Para compensar la distribución de la temperatura así como la distribución de oxígeno, los quemadores sin llama 17 están dispuestos preferentemente desplazados entre sí (véase la Figura 1). Por ejemplo pueden disponerse los quemadores sin llama asociados al lado superior del producto plano de acero S en la dirección de paso del producto plano de acero S desplazados con respecto a los quemadores sin llama asociados al lado inferior del producto plano de acero S. En particular, es favorable para compensar la distribución de la temperatura y del oxígeno en el ancho de la banda de acero S que, como se describe en la Figura 4, los quemadores sin llama 17 asociados al lado superior del producto plano de acero S estén integrados en una pared lateral (3.2) del horno de precalentamiento 3, mientras que los quemadores sin llama asociados al lado inferior del producto plano de acero S están integrados en la pared lateral opuesta (3.3) del horno de precalentamiento 3.The flameless burners 17 are preferably integrated in at least one of the side walls 3.2, 3.3 of the preheating furnace 3, where at least two, preferably at least three flameless burners 17 of the upper side of the flat steel product S and at least two, preferably at least three flameless burners 17 are associated with the lower side of the flat steel product S. To compensate for the temperature distribution as well as the oxygen distribution, the flameless burners 17 are preferably arranged displaced from each other (see Figure 1). For example, the flameless burners associated with the upper side of the flat steel product S can be arranged in the direction of passage of the flat steel product S displaced with respect to the flameless burners associated with the lower side of the flat steel product S. In particular , it is favorable to compensate for the distribution of temperature and oxygen in the width of the steel band S which, as described in Figure 4, the flameless burners 17 associated with the upper side of the flat steel product S are integrated in a side wall (3.2) of the preheating furnace 3, while the flameless burners associated with the lower side of the flat steel product S are integrated in the opposite side wall (3.3) of the preheating furnace 3.
Mediante la instalación de las tuberías de chorro (tubos de chorro) 17.13, que están dispuestas con distancia con respecto al chorro de entrada de gas combustible y el canal 17.10, y a través del gas Que contiene oxígeno L adicionalmente, preferentemente se inyecta oxígeno o aire en la corriente de gas combustible B, se causa ya una homogenización de la distribución de gas combustible. A través del conducto de gas 5 (tubo de chorro 5) que desemboca en el horno de precalentamiento 3 se introduce en la zona de preoxidación preferentemente gas inerte y/o de escape. Este corriente de gas adicional ZG cruza o toca tangencialmente la corriente de combustible. Esto se representa esquemáticamente en las Figuras 3 y 4. En la Figura 4, el quemador sin llama 17, dispuesto por encima del producto plano de acero S, que está dispuesto en la pared lateral 3.2 del horno de precalentamiento 3, está combinado con un tubo de chorro 5. Este tubo de chorro 5 está dispuesto por encima o (en este caso no mostrado) preferentemente de manera lateral al lado del quemador sin llama 17 y a este respecto en cada caso alineado de tal modo que la corriente de gas adicional ZG que sale del mismo cruza o toca tangencialmente la corriente de combustible B introducido por medio del quemador sin llama 17. Además, también el quemador sin llama 17 dispuesto por debajo del producto plano de acero S, que está dispuesto en la pared lateral 3.3 del horno de precalentamiento, está combinado con un tubo de chorro 5. Este tubo de chorro 5 está dispuesto por debajo o (en este caso no mostrado) preferentemente de manera lateral al lado del quemador sin llama 17 y a este respecto en cada caso alineado de tal modo que la corriente de gas adicional ZG que sale del mismo cruza o toca tangencialmente la corriente de combustible B introducido por medio del quemador sin llama 17. Mediante esta combinación de quemador sin llama 17 y tubo de chorro 5 se delimita adicionalmente la transición a la zona sin llama en el horno de precalentamiento.By means of the installation of the jet pipes (jet tubes) 17.13, which are arranged at a distance with respect to the fuel gas inlet jet and the channel 17.10, and through the gas containing oxygen L additionally, oxygen or air is preferably injected in the fuel gas stream B, homogenization of the fuel gas distribution is already caused. Through the gas line 5 (jet tube 5) which flows into the preheating furnace 3, preferably inert and / or exhaust gas is introduced into the pre-oxidation zone. This additional gas stream ZG crosses or touches the fuel stream tangentially. This is schematically depicted in Figures 3 and 4. In Figure 4, the flameless burner 17, disposed above the flat steel product S, which is arranged on the side wall 3.2 of the preheating furnace 3, is combined with a jet tube 5. This jet tube 5 is arranged above or (in this case not shown) preferably laterally next to the flameless burner 17 and in this respect in each case aligned such that the additional gas stream ZG leaving the same cross or tangentially touching the fuel stream B introduced by means of the flameless burner 17. In addition, also the flameless burner 17 disposed below the flat steel product S, which is arranged in the side wall 3.3 of the furnace of preheating, is combined with a jet tube 5. This jet tube 5 is arranged below or (in this case not shown) preferably laterally next to the flameless burner 17 and at this r In each case, it is aligned in such a way that the additional gas stream ZG leaving it crosses or touches tangentially the fuel stream B introduced by means of the flameless burner 17. By this combination of flameless burner 17 and jet tube 5 the transition to the flameless zone in the preheating furnace is further delimited.
En la región de transición 7 al horno de recocido 6 está previsto un equipo no mostrado en más detalle para la alimentación dirigida de oxígeno o aire en la región de transición 7. El fin de esta alimentación es la fijación de hidrógeno, que posiblemente llega como resultado del flujo de gas G que fluye en el horno de recocido 6 desde su salida 9 en dirección de su entrada en la región de transición 7. Al mismo tiempo, en la región de la entrada del horno de recocido 6 está dispuesto un equipo de succión 24, que succiona el flujo de gas G que llega a la entrada del horno de recocido. In the transition region 7 to the annealing furnace 6, an equipment not shown in more detail is provided for the directed oxygen or air feed in the transition region 7. The purpose of this feed is hydrogen fixation, which possibly arrives as result of the gas flow G flowing in the annealing furnace 6 from its outlet 9 in the direction of its entry into the transition region 7. At the same time, in the region of the inlet of the annealing furnace 6 a device is arranged suction 24, which sucks the flow of gas G that reaches the inlet of the annealing furnace.
Adyacente a la salida 9 del horno de recocido 6 están dispuestos dos equipos de humidificación 25, 26, de los cuales está asociado uno al lado superior y el otro al lado inferior del producto plano de acero S que va a revestirse. Los equipos de humidificación 25, 26 están configurados como tubos ranurados o perforados, alineados transversalmente a la dirección de transporte F del producto plano de acero S, y conectados a un conducto de suministro 27, a través del que se abastecen los equipos de humidificación 25, 26 con gas de vapor o un gas portador humidificado, tal como como N2 o N2/H2.Adjacent to the outlet 9 of the annealing furnace 6 are arranged two humidifying equipment 25, 26, of which one is associated to the upper side and the other to the lower side of the flat steel product S to be coated. The humidification equipment 25, 26 is configured as grooved or perforated tubes, aligned transversely to the transport direction F of the flat steel product S, and connected to a supply conduit 27, through which the humidification equipment 25 is supplied , 26 with steam gas or a humidified carrier gas, such as N2 or N2 / H2.
La zona de enfriamiento 10 puede estar diseñada de tal modo que el producto plano de acero S enfriado hasta la respectiva temperatura de entrada del baño antes de su entrada a la trompa 11 aún en la zona de enfriamiento 10 experimente un tratamiento de sobrealimentación a la temperatura de entrada del baño.The cooling zone 10 may be designed such that the flat steel product S cooled to the respective bath inlet temperature before entering the tube 11 even in the cooling zone 10 undergoes a temperature boost treatment. Bathroom entrance.
En el baño fundido 13, el producto plano de acero S se desvía en el primer equipo de desviación 14 en la dirección vertical y pasa por el equipo 15 para ajustar el espesor de la capa de protección metálica. A continuación, el producto plano de acero S dotado de la capa de protección metálica se desvía nuevamente en la dirección de transporte horizontal F en el segundo equipo de desviación 16 y, dado el caso, se somete a etapas de tratamiento adicionales en partes de instalación no representadas en este caso.In the molten bath 13, the flat steel product S is deflected in the first deflection equipment 14 in the vertical direction and passes through the equipment 15 to adjust the thickness of the metal protection layer. Then, the flat steel product S provided with the metal protection layer is again diverted in the horizontal transport direction F in the second deflection equipment 16 and, if necessary, is subjected to additional treatment steps in installation parts not represented in this case.
Un producto plano de acero revestido por inmersión en baño fundido según el procedimiento de acuerdo con la invención es extraordinariamente adecuado debido a sus propiedades mecánicas y sus propiedades de superficie para ser procesado adicionalmente por medio de una deformación en frío o caliente de uno, dos o varios pasos hasta dar un componente de chapa de alta/la más alta resistencia. Esto se aplica principalmente a aplicaciones de la industria automotriz, aunque también a construcción de aparatos, máquinas o electrodomésticos, así como la industria de la construcción. Además de las excelentes propiedades de los componentes mecánicos, un componente de chapa de este tipo se caracteriza, además, por su especial capacidad de resistencia a las influencias ambientales. La aplicación de un producto plano de acero refinado por inmersión en baño fundido de acuerdo con la invención no solo aumenta el potencial de construcción liviana, sino que también alarga la vida del producto.A flat product of steel coated by immersion in a molten bath according to the process according to the invention is extraordinarily suitable due to its mechanical properties and its surface properties to be further processed by means of a hot or cold deformation of one, two or several steps to give a high / high strength sheet metal component. This applies mainly to applications of the automotive industry, but also to the construction of appliances, machines or appliances, as well as the construction industry. In addition to the excellent properties of mechanical components, a sheet metal component of this type is also characterized by its special ability to resist environmental influences. The application of a flat product of steel refined by immersion in molten bath according to the invention not only increases the potential of light construction, but also extends the life of the product.
En resumen, se puede afirmar que mediante el procedimiento de acuerdo con la invención se consigue una preoxidación muy homogénea de una banda de acero, que se proporcionará mediante un revestimiento por inmersión en baño fundido con una capa de protección metálica, por todo el ancho de banda en un horno de precalentamiento DFF a gran escala. Esto da como resultado una mejora del patrón de humidificación y la adherencia del recubrimiento en todo el ancho del producto plano de acero. De este modo, se pueden evitar defectos de revestimiento en los cantos de las bandas, incluso con bandas de inserto relativamente anchas. Otra ventaja es la combustión optimizada, que se caracteriza por una reducción significativa de las emisiones contaminantes así como un menor consumo de combustible. In summary, it can be affirmed that by means of the process according to the invention a very homogeneous pre-oxidation of a steel band is achieved, which will be provided by a cast bath immersion coating with a metallic protection layer, for the entire width of band in a large-scale DFF preheating oven. This results in an improvement in the humidification pattern and the adhesion of the coating over the entire width of the flat steel product. In this way, coating defects in the edges of the bands can be avoided, even with relatively wide insert bands. Another advantage is optimized combustion, which is characterized by a significant reduction in pollutant emissions as well as lower fuel consumption.
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